火山閃電之謎

姜永育

摩擦形成的火山閃電

火山噴發(fā)了！紅紅的巖漿四處流淌，火山灰沖天而起，直上云霄。

鋪天蓋地的火山灰中，一道道紫紅色的閃電環(huán)繞其間，像一條條狂舞的金蛇;霹靂聲震天動地，其情景宛若世界末日來臨。

火山灰中為何會出現(xiàn)閃電？它是如何形成的？讓我們從印度尼西亞錫納朋火山噴發(fā)說起，去認識一下神秘的火山閃電吧。

詭異炫麗的火山閃電

印度尼西亞是世界著名的“火山之國”，據(jù)統(tǒng)計，該國一共有活火山120多座，約占全球活火山總數(shù)的1/6，錫納朋火山便是其中之一。

火山們都是牛脾氣，想“發(fā)火”便“發(fā)火”，想“睡覺”便“睡覺”，錫納朋火山自然也不例外。過去的400年里，錫納朋火山一直呼呼大睡，但在2010年8月的一天，它突然醒來，猛烈噴發(fā)，并造成數(shù)人死亡。沉睡了4年后，這座火山于2014年9月再度蘇醒，當(dāng)年12月底至2015年1月初，錫納朋火山大發(fā)脾氣，僅2015年元旦這天，它便噴發(fā)了22次之多。

今年1月4日，安靜了兩天的錫納朋火山再度猛烈噴發(fā)。從早晨開始，噴發(fā)便一直持續(xù);到當(dāng)天晚上，噴發(fā)次數(shù)超過了可怕的30次。火紅的巖漿不時從地底深處噴濺出來，映紅了周邊的大地和天空，黑色的火山灰沖天而起，煙柱如一座聳立的高山，升騰到4000米的天空，看上去驚心動魄。不可思議的是，在奔涌翻騰的火山灰中，竟然出現(xiàn)一道道紫紅色的閃電，它們仿佛是從燃燒的地下鉆出來的金蛇，興奮地狂亂舞動……耀眼的電光與火紅色熔巖、黑色火山灰交織在一起，構(gòu)成了一幅詭異炫麗的畫面。隆隆的雷聲和巖漿噴發(fā)時的巨大聲音，更使火山口呈現(xiàn)出世界末日般的景象，仿佛天邊開啟了一道地獄之門。

錫納朋火山的這次噴發(fā)，被一位名叫馬丁·瑞茲的德國攝影師完整地拍攝下來。當(dāng)人們在網(wǎng)上看到這組照片時，無不被火山灰云中的詭異閃電所震撼，很多人都感到迷惑不解：火山灰中怎么會有閃電呢？

魔鬼的舞蹈？

其實，火山閃電由來已久。公元79年，意大利的維蘇威火山猛烈噴發(fā)時，將古城龐貝摧毀并掩埋。幸存者這樣描述當(dāng)時的情景：“在我們身后，是令人恐懼的烏云，被糾纏翻滾的閃電撕裂，顯露出巨大的火焰形象。”之后的1000多年間，人們也在其他地方觀察到了這種詭異的火山閃電。

火山閃電到底是怎么回事呢？在有“火山島”之稱的冰島，流傳著這樣一個傳說：遠古時代，大地上生活著一群魔鬼，它們無惡不作，逼迫人類四處流浪。上帝知道后，將魔鬼們一個一個捉來，埋在了地球最偏遠的地底下。然而，魔鬼們并不甘心永遠生活在黑暗中，它們不停地往上拱，當(dāng)其中一個魔鬼拱出地面后，就會猛然沖出來，形成火山噴發(fā)。魔鬼跑到地面上以后，往往得意忘形，手舞足蹈，它一舞蹈，頭上便會電光閃爍，霹靂聲震天——這就是火山閃電的由來。當(dāng)然，這個沖出地面的魔鬼得意不了多久，就會被上帝重新捉住并關(guān)到地下。

在頻頻遭受火山噴發(fā)之苦的印度尼西亞流傳著火龍的傳說。據(jù)說，火山是海洋中的火龍制造的，海洋中居住著很多火龍，它們經(jīng)常鉆出海面或地面噴火，從而形成猛烈的火山噴發(fā)。為了不讓火龍為非作歹，每當(dāng)它一噴火，天神就會用閃電鎮(zhèn)壓，所以火山噴發(fā)時往往伴隨雷鳴電閃。

閃電身世之謎

傳說終歸是傳說，要弄清火山閃電的真相，就必須先揭開閃電的身世之謎。

讓我們把目光投向天空。快下暴雨了，空中烏云翻滾，雷聲震天動地，一道道閃電撕開云層，眩目耀眼的電光令人驚悚不安。

閃電是發(fā)生在云與云之間、云與地之間或者云體內(nèi)各部位之間的強烈放電現(xiàn)象。一道閃電的長度最短為100米，最長可達數(shù)千米。閃電的溫度從1.7萬℃～2.8萬℃不等。因為閃電的溫度實在太高了，所以在其經(jīng)過的地方，空氣瞬間劇烈膨脹，并在迅速移動中爆裂而發(fā)出巨大的聲音，即雷聲。

閃電要“誕生”，必須得有一個孕育它的溫床，這個溫床就是雷暴云，也就是我們上邊所說的烏云。雷暴云在氣象學(xué)上叫“積雨云”，這種云濃厚龐大，攜帶著大量水汽，云體內(nèi)常常產(chǎn)生大量電荷形成閃電。因此，雷暴云可以說是閃電的“母親”，沒有雷暴云，就不可能有閃電發(fā)生。

從閃電的形成機理來說，火山閃電的發(fā)生也必須得有雷暴云才行。

放電的“骯臟雷暴云”

莫非火山噴發(fā)時，在灼熱的巖漿和火山灰中也有雷暴云生成？

這個問題的答案是肯定的。不過，因為這種雷暴云實在太臟了，所以，科學(xué)家稱它為“骯臟雷暴云”。

我們都知道，云是地面上的水蒸氣上升到空中凝結(jié)而成。雷暴云的主要成分是水滴和冰晶，雖然它在天空中看起來呈灰色或黑色，但它的本質(zhì)比較潔凈，降下的雨水也很干凈。“骯臟雷暴云”就不同了，它是火山噴發(fā)時的強大沖擊波孕育而成的：沖擊波導(dǎo)致火山灰和水蒸氣周圍的大氣被挖空，形成一個空洞，火山灰快速上升，把空氣迅速抬升并冷卻，使得水蒸氣凝結(jié)，從而形成“帽子云”。這種帽子云同雷暴云十分相似，但因為里面混雜了火山灰等其他雜質(zhì)，所以被稱為“骯臟雷暴云”。雖然力氣和能量遠不如“老大哥”雷暴云，但“骯臟雷暴云”也能制造閃電，只不過這種閃電的長度很短，大約只有1米，持續(xù)時間也不過數(shù)毫秒。

至此，火山閃電的“蓋頭”似乎已經(jīng)完全掀開了，但是真相遠不止這些。

摩擦摩擦

火山閃電背后還隱藏著不可告人的秘密。科學(xué)家們冒著生命危險，在火山口開展觀測后發(fā)現(xiàn)，原來火山閃電并不單一，它是孿生的“雙胞胎”：火山噴發(fā)初期，閃電表現(xiàn)為一系列強勁的電磁脈沖和簡單放電;噴發(fā)后約3分鐘，才開始出現(xiàn)常規(guī)的閃電信號。也就是說，火山閃電除了在“骯臟雷暴云”中孕育生成外，還有其他的生成途徑。

這個途徑是什么呢？我們都知道摩擦起電的原理：當(dāng)兩個物體相互摩擦?xí)r，一個物體會帶正電荷，另一個物體會帶負電荷。火山噴發(fā)時，大量破碎的巖石、火山灰顆粒從地底噴涌而出，它們之間相互高速摩擦，使得滾滾濃煙帶上了電荷，同類電荷相撞便產(chǎn)生了放電現(xiàn)象。火山煙流噴上高空后，與水蒸氣結(jié)合生成“骯臟雷暴云”，從而繼續(xù)在更高的天空中制造出絢麗的電光和火花。

至此，人們已初步揭開了火山閃電之謎，不過火山閃電還有許多令人費解之處，比如，不同的巖漿成分是否會影響閃電的生成，火山閃電能否幫助預(yù)測火山活動等，這些都有待我們繼續(xù)探索和發(fā)現(xiàn)。

【責(zé)任編輯】趙 ?菲